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1、醇酸树脂的原料醇酸树脂是由多元醇，多元酸和其它单元酸通过酯化作用缩聚而得。举例：多元醇甘油，多元酸苯酐，其官能度是3 其官能度是2 第1页/共46页当苯酐和甘油等当量反应第2页/共46页 如两个这样的分子反应，分子间产生交联，形成体型结构的树脂。该树脂加热不熔化，也不溶于溶剂，称之为热固型树脂，在涂料方面没有使用价值。主要的改性方法是引进一官能度的脂肪酸来降低总官能度。如等分子比的甘油、苯酐和脂肪酸三个成分反应，则可视为在适当的情况下，脂肪酸与甘油先反应生成二官能度的产物，之后苯酐再与之反应，则官能度之比为22，易生成链状结构而不胶化，形成热塑型树脂。该树脂加热可以熔化，也可溶于溶剂，能作涂料
2、使用。第3页/共46页第4页/共46页醇酸树脂生产工艺过程 第5页/共46页醇解法 脂肪酸法必须用脂肪酸，而不是直接用油类，脂肪酸是由油加工而得。因而增加了工序，提高了成本。如果把油、多元醇、多元酸直接混合在一起酯化时，由于多元醇和多元酸（酐）优先酯化，生成聚酯。聚酯不溶于油，而且反应到一定程度就发生胶化（凝胶）。在生产中，先将油（甘油三酸酯）与甘油进行醇解，生成甘油一酸酯和甘油二酸酯，再与苯二甲酸酐酯化。第6页/共46页 醇解反应得结果，在均相之中形成一个平衡状态的混合物，包括甘油一酸酯、甘油二酸酯、未醇解的甘油和甘油三酸酯。在惰性气体氛围下，不断搅拌油并升温至230250，然后加入催化剂、
3、多元醇并保温。醇解程度可以通过检测反应混合物在无水甲醇中的溶解度来判断（当1份体积的反应混合物在23份体积无水甲醇中得到透明的溶体时），加入二元酸（酐），在210260下进行酯化反应。油、多元醇、催化剂三者之比为（质量比）1：0.20.4：0.00040.0002。常用的醇解催化剂有氧化钙（环烷酸钙、氢氧化钙）、氧化铅（环烷酸铅）、氢氧化锂（环烷酸锂），催化剂能加快达到醇解平衡的时间，不能改变醇解的程度。第7页/共46页 影响醇解反应的因素反应温度：在催化剂存在下，反应温度在200250之间。T，vr，醇解程度，颜色。反应时间：时间，甘油一酸酯含量。惰性气体：无惰性气体时，色深，醇解时间延长。
4、油中杂质：油未精制时（碱漂），影响醇解程度树脂质量明显下降。油的不饱和度：不饱和度，vr，醇解程度。亚麻油豆油玉米油棉籽油。酯化：醇解完毕，稍稍降温（180200），即可加入苯二甲酸酐，再升温到200250，酯化过程中要不断取样测定酸值和粘度，达到规定要求时，停止反应。将树脂溶解成溶液。第8页/共46页在整个生产过程中，有醇解、酯化两个反应步骤。醇解是制造醇酸树脂过程的一个极端重要的步骤，它是影响醇酸树脂相对分子量分布与结构的关键。醇解的目的是制成甘油的不完全脂肪酸酯，特别重要的是甘油一酸酯。第9页/共46页油 度按油含量不同分类 树脂中油含量用油度来表示。油度的定义是树脂中所用油的重量和最后
5、醇酸树脂的理论重量的比。(1)短油度醇酸树脂 油度在35%45%。(2)中油度醇酸树脂 油度在46%60%之间。(3)长油度醇酸树脂 油度为60%70。(4)超长度油度醇酸树脂 油度在70以上。第10页/共46页不同油度的醇酸树脂，一般说来，油度越长，涂膜表现出的特性越多，比较柔韧耐久，漆膜富有弹性。适用于室外用涂料。油度越短，涂膜表现出的特性少，比较硬而脆，光泽、保色、抗磨性能好，易打磨，但不耐久，适用于室内涂料。第11页/共46页不同油度醇酸树脂结构示意图 无油 短油度 中油度 长油度第12页/共46页例题油度的计算 例已知一醇酸树脂涂料的配方：(单位:克)亚麻仁油 100 氧化铅 0.0
6、15 甘油(98%)43 二甲苯 200 苯酐(99.5%)74.5 在反应过程中，苯酐损耗2，亚麻油和甘油损耗不计，甘油超量加入。求：油度油度=油用量/树脂理论产量100%第13页/共46页解：所以酯化出来的水量为苯酐量的54444=12%实际反应的苯酐量为：(74.574.52%)99.5%=73g 实际反应的甘油量为：439842g 酯化失去的水量为：73129g 所以生成醇酸树脂的重量为：10073429206g 树脂含油量（油度）为：100/20610049第14页/共46页第二节 丙烯酸树脂涂料 丙烯酸酯或甲基丙烯酸单体通过加聚反应生成的聚合物称为丙烯酸树脂。为了调整树脂的性能和降
7、低成本的需要。涂料工业的丙烯酸树脂通常是丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯及其他乙烯单体（如丙烯腈、丙烯酰胺、醋酸乙烯、苯乙烯等）的共聚树脂。第15页/共46页丙烯酸单体 由联碳公司开发的丙烯氧化合成丙烯酸工艺，是目前各国合成丙烯酸的主要方法。CH2CHCH3+3/2O2 CH2=CHCOOH+H2O 此外，还可用直接酯化法和酯交换法合成各种丙烯酸酯单体。（1）直接法：式中，R1为H或CH3；R2烷基 （2）酯交换法：式中，R1为H或CH3；R2为烷基：R3为比R2碳数更多的烷基第16页/共46页一、阻聚及贮运 丙烯酸酯单体在光、热影响下极易产生自身聚合反应，所以在这些单体中一般要加阻聚剂，常用的阻聚剂有
8、：对苯二酚，对甲氧基苯酚，对乙氧基苯酚等。生产中，单体在聚合反应时，其中的阻聚剂必须除去。否则会影响聚合反应正常进行。去除阻聚剂的方法有：（1）蒸馏法：-阻聚剂沸点较高。（2）洗涤法：-用碱水洗涤。因为酚类化合物极易与碱反应。不含阻聚剂单体的贮运在温度不高于5及避光的条件下进行，但贮存时间也不能过长；加入阻聚剂后，可在不高于20 的条件下贮存较长时间。第17页/共46页1、用皂化法测定纯度 CH2=CH-COOHCH3+NaOHCH2=CH-COONa+CH3OH NaOH+HClNaCl+H2O 二、单体检验方法。丙烯酸酯单体的质量直接影响其聚合体的质量，所以在聚合生产前必须严格控制其质量。
9、主要检验项目有：外观，纯度，比重，蒸馏范围，酸值以及是否含有阻聚剂和聚合体等。第18页/共46页2、检验是否有阻聚剂碱检验法 对苯二酚在碱性水中呈黄色以至红棕色，利用这一性能可检验单体要否存在对苯二酚。取等容量的单体与5%NaOH溶液量与试管中，塞紧振荡之，静置后分层，碱水层中如出现微黄、深黄、棕褐有微、中、大量的对苯二酚存在。亚硝化法检验对甲氧基苯酚的存在。对甲氧基苯酚与NaNO2反应时，可生成黄色亚硝基衍生物，通常因对甲氧基苯酚含量低而呈现柠檬黄色。第19页/共46页 常用建筑涂料合成树脂乳液砂壁状建筑涂料 质感丰富，色彩鲜艳且不易褪色变色，而且耐水性、耐气候性优良，是一种性能优异的建筑外
10、墙用中高档涂料。复层涂料 可用于建筑的内外墙面和顶棚的装饰，属中高档建筑装饰材料。一般包括三层，封底涂料（主要用以封闭基层毛细孔，提高基层与主层涂料的粘结力）、主层涂料（增强涂层的质感和强度）、罩面涂料（使涂层具有不同色调和光泽，提高涂层的耐久性和耐沾污性）。合成树脂乳液内墙涂料 薄型内墙涂料，是目前主要的内墙涂料。常用的合成树脂乳液有：丙烯酸酯乳液、苯乙烯丙烯酸酯共聚乳液、醋酸乙烯丙烯酸酯乳液、氯乙烯偏氯乙烯乳液等等。第20页/共46页合成树脂乳液外墙涂料：水乳型外墙涂料 溶剂型外墙涂料外墙涂料，应用没有合成树脂乳液外墙涂料广泛，但这种涂料的涂层硬度、光泽、耐水性、耐沾污性、耐蚀性都很好，使
11、用年限多在十年以上，所以也是一种颇为实用的涂料，使用时注意，溶剂型外墙涂料不能在潮湿基层上施涂且有机溶剂易燃，有的还有毒。无机建筑涂料性能优异，生产工艺简单，原料丰富，成本较低，主要用于外墙装饰，主要是喷涂施工，也可用刷涂或辊涂。这种涂料为中档及中低档一类涂料聚乙烯醇水玻璃内墙涂料属于较低档的内墙涂料。适用于民用建筑室内墙面装饰。第21页/共46页某住宅于1月份在新抹5天的水泥砂浆内墙上涂刷，开涂料桶后发现涂料上部较稀，且有色料上浮。为赶工期，加较多水后，边搅拌边施涂。完工后除有一些色差外，人靠在墙上会有粉粘在衣服上。案例分析分析答案第22页/共46页某地下室混凝土挡墙直接涂刷的涂料半年后局部
12、析白，以后的涂膜层脱壳，再而局部脱落。案例分析分析答案第24页/共46页防火、阻燃涂料 防火，阻燃涂料除具有一般涂料所具有的保护性和装饰性以外，还应有两个特殊的性能:1、涂层本身具有不燃性或难燃性，能防止被火焰点燃;2、能阻止燃烧或对燃烧有延滞作用即抑制燃烧的扩展，从而使人们有充足的时间进行灭火工作，应该强调，单靠防火涂料来灭火是不大可能的。第26页/共46页按防火原理，防火涂料可分为两大类:膨胀型防火涂料（难燃型）防火涂料 难燃性（有机涂层）非膨胀型 不燃性（无机涂层）第27页/共46页 防火涂料的基本原理 防火涂料本身的不燃性或难燃性是防火涂料的重要前提，有机聚合物（树脂）一般都是可燃或易
13、燃的，为使其难燃化：1、可向有机聚合物中引入难燃元素如B、Al、N、P、Sb 锑(ti平声)、F、Cl、Br，I等；2、在涂料中添加难燃剂、阻燃剂或其它助剂。一、燃烧的条件 可燃物质 助燃剂-空气，氧气，氧化剂，火源-火焰或高温的作用。第28页/共46页二、防火涂料的基本原理 1.以难燃或不燃的涂料将可燃物封闭起来，避免与空气接触。2.必须隔绝对被保护物体的任何形式的热量传播，如形成膨胀隔热层，或利用高导热和高反射性能的涂层排除热量或利用吸热的化学反应抵消外部热源的作用。3.难燃树脂和难燃剂的作用。形成泡沫炭化层来阻挡外部热源。有机难燃剂如聚磷酸盐、有机磷酸酯，在成炭剂、发泡剂的共同作用下，使
14、涂层受高温作用时发生膨胀和碳化，形成导热性很小的海绵状碳化层，从而起到阻拦外部热源的作用，达到延滞燃烧的目的。第29页/共46页 形成熔融覆盖层以隔绝与空气的接触。聚磷酸盐，硼酸盐，硼酸等在高温下可形成不燃性的粘稠熔融体，将可燃物覆盖起来，隔绝与空气的接触，达到阻燃目的，另外，在涂层中的成膜物质失去作用后，它们可以粘结填料和碳化层并牢固地附着于底材上，还能起到封闭作用。发生吸热反应，抵消外部热源。有些难燃剂，如Al(OH)3 在高温下能发生吸热反应，使底材温度迅速降低，延滞燃烧的进程。改变热分解反应历程，阻止放热量大的反应发生。磷酸铵，聚磷酸铵、有机磷酸酯、硼酸铵、硫酸铵等。在高温作用下能使含
15、羟基的有机聚合物发生脱水成碳反应或生成热稳定性高的酯，呈熔融的粘稠体将碳层覆盖起来，避免生成CO2的放热反应。第30页/共46页阻止有焰燃烧的链锁反应 有机可燃物受热氧化时常分解为羟基游离基并放出大量的热，引起链锁反应：CO+OHCO2+H(放热)H+02OH+O(连锁反应)加入卤素的有机物可以阻止链锁么应的发生，因为它在高温下能分解出卤化氢捕捉羟基游离基，使链锁反应终止。OH+HXH2O+X X+HRHX+R 分解出的惰性气体将可燃性气体稀释。含氮化合物，含卤素的有机化合物，碳酸盐等在高温下分解出不燃性气体NH3，H2O，CO2，HCl，HBr等，能冲淡可燃性气体和空气，起到延滞燃烧的作用。
16、第31页/共46页非膨胀型无机防火涂料1、粘合剂 水玻璃，硅溶胶，磷酸盐，水泥。2、填料 氧 化 铝，石 棉 粉，锌 钡 白，高 岭 土，滑 石 粉，CaCO3,ZnO,硅藻土，珍珠岩，耐火土，钛白粉等。由于自身的不燃性和高温下形成的类似于油膜样的物质封闭保护基材，使之隔绝空气而不燃烧，其缺点是与基材附着力低，易受潮，龟裂，粉化，剥落，装饰性不好。改进措施：可将有机硅树脂系和钛酸酯系树脂与无机涂料组分拼用。在水玻璃中加氟硅酸钠，氟硅酸锌可改善其耐水性。在无机防火涂层的基础上，配套有机防水层，可提高其使用寿命。多用于建筑防火或暂时性防火保护。第32页/共46页膨胀型防火涂料 膨胀型防火涂料成膜后
17、，在常温下是普通的漆膜。在火焰或高温作用下，涂层发生膨胀炭化，形成一个比原来膜厚度大几十倍甚至上百倍的不易燃的海绵状炭质层。它可以隔断外界火源和空气起到阻燃作用。在火焰或高温作用下，涂层发生软化、熔融、蒸发、膨胀等一系列物理和化学变化，可吸收 大量的热，对被保护物体的受热升温起到延滞作用。涂层在高温下可分解出不燃气体，稀释了空气中可燃气体及氧的浓度，抑制了燃烧的进行。膨胀型防火涂料的组成如下：1.基料 水性树脂：聚醋酸乙烯乳液，氯乙烯偏二氯乙烯共聚物乳液，氯丁橡胶乳液，聚丙烯酸酯乳液，水溶性三聚氰胺甲醛树脂，聚乙烯醇等。含氮树脂，三聚氰胺甲醛树脂，聚氨基甲酸酯树脂，聚酰胺树脂，丙烯腈共聚物等，
18、它们在受热时分解，放出不燃性气体冲淡可燃气体和空气。其它树脂：氯化醇酸树脂，氯化环氧树脂，氯化橡胶，溴化环氧树脂等。2.脱水成炭催化剂 促进含羟基的有机物脱水，形成不易燃的三维空间结构的碳质层。常用药剂有，聚磷酸铵，磷酸二氢铵，磷酸氢二胺，焦磷酸铵，磷酸三聚氰胺等磷酸的铵盐。第33页/共46页 它们不但是脱水成炭剂，同时也是涂层的助发泡剂，对泡沫灰化层的形成起着关键的作用。3成炭剂 是形成三维空间结构的不易燃烧的泡沫炭化层的物质基础，常用的药剂：淀粉，季戊四醇，二季戊四醇和糊精（淀粉类）。4发泡剂 作用：放出不燃性气体，在涂层内形成海绵状结构，隔绝空气和热的传导。常用药剂：三聚氰胺，双氰胺，六
19、亚甲亚四胺，氯化石蜡，碳酸盐，偶氮化合物。5有机难燃剂 作用：增加涂层的阻燃能力，主要有：卤代环氧树脂，卤代聚酯、聚醚，有机磷酸酯等。涂料中的许多成分，不仅起一种作用，而且是起双重、甚至三重作用。如氯化石蜡，既是发泡剂，又是成炭剂，还是阻(难)燃剂。聚磷酸铵既是脱水催化剂，又是发泡剂，还是阻(难)燃剂。第34页/共46页6、颜料对膨胀型防火涂料来说，含无机颜料的比例较少，因其含量增加会涂层的发泡效果。常用的有钛白粉、氧化锌、铁黄、铁红等。7、助剂对水性防火涂料，助剂是十分重要的，它加量小，作用大，可提高涂料的稳定性、施工性和涂层的机械性能。常用的有以下几种：增稠剂，旨在增加涂料的稠度以便于施工
20、。常用的有羟甲基纤维素溶液等。乳化剂，其功能是使不溶于水的有机树脂形成稳定的乳液，常用OS15、平平加等。增韧剂，增加涂层的韧性和其它物理机械性能，常用氯化石蜡、磷酸三甲酚、磷酸三丁酯等。分散剂，降低颜料微粒间的结合力，防止絮凝返粗，常用六偏磷酸钠、731等。第35页/共46页防腐蚀涂料在富锌底漆中，为了能形成连续的“锌膜”和保证涂层的导电性以便使涂层与底材有效的接触形成畅通的腐蚀电池的回路，从而采用纯度较高的金属锌粉，其用量应占干膜的90%以上。富锌底漆对金属表面的处理要求严格，若存在油污，铁锈及杂质，不仅影响涂层附着力，而且妨碍涂层与金属的有效接触。第36页/共46页防腐蚀涂料的品种环氧漆
21、：双组分涂料，主要用于液相腐蚀介质（水、海水、化学介质）的环境。聚氨酯漆：双组分涂料，主要用于液相腐蚀介质（水、海水、化学介质）和工业大气的环境。有机氟涂料：单组分（热融冷却），主要用于液相腐蚀介质（水、海水、化学介质）和工业大气的环境。含氯聚合物：包括氯化橡胶漆、氯磺化聚乙烯漆、氯醚/醋漆、高氯化聚乙烯漆、过氯乙烯漆第37页/共46页 环氧树脂中含有独特的环氧基，以及强极性的羟基、难水解的醚键等活性基团和极性基团，因而具有许多优异的性能。第38页/共46页发展方向：机械化、自动化和连续化。发展方向：机械化、自动化和连续化。类型类型4.3 涂布方法手工工具涂漆机动工具涂漆（喷枪喷涂）机械设备涂
22、漆（涂装工程流水线）刷涂 擦涂 滚筒刷涂 刮涂 丝网涂 气雾罐喷涂 空气喷涂 无空气喷涂 热喷涂 浸涂 淋涂 辊涂 抽涂 静电喷涂 自动喷涂 电沉积（电泳）自沉积涂漆 粉末涂料涂装涂涂布布方方法法第39页/共46页空气喷涂air spraying一、空气喷涂原理与特点1.空气喷涂原理空气喷涂是靠压缩空气气流使涂料出口产生负压，涂料自动流出并在压缩空气气流的冲击混合下被充分雾化，漆雾在气流推动下射向工件表面而沉积的涂漆方法。第40页/共46页2.空气喷涂的特点空气喷涂最初是为硝基漆等快干涂料开发的涂装方法。对刷涂性很差的涂料，采用该方法很容易涂布，它具有以下特点：1)涂装效率高。每小时可喷涂15
23、0200m2，是刷涂的810倍。2)涂膜厚度均匀、光滑平整，外观装饰性好。3)适应性强。对各种涂料和各种材质、形状的工件都适应，不受场地限制(但环境不允许有灰尘)，只要有电源就可使用，是目前广泛采用的一种涂装方法，特别适合于快干性涂料的施工。第41页/共46页空气喷涂的缺点是：1)稀释剂用量大，作业时溶剂大量挥发，易造成空气污染，作业环境恶劣，易引起燃、爆等事故。作业点必须有良好的通风设施。2)涂料利用率低，一般只有50%60%，小件只有15%30%，飞散的漆雾进一步造成作业环境的恶化，大量生产时应在专门的喷漆室内进行。二、空气喷涂设备空气喷涂装置主要由空气压缩机、油水分离器、喷枪、空气胶管及
24、输漆罐等组成。第42页/共46页静电喷涂静电喷涂electrostatic spraying一、静电喷涂原理一、静电喷涂原理静电喷涂是对喷枪施加负负高电压，在被涂工件和喷枪之间形成一高压静电场。当电场强度足够高时(E0)，喷枪针尖端的电子便有相当的动能，它冲击枪口附近空气，使空气分子电离产生新的电子和离子，空气绝缘性产生局部破坏，离子化的空气在电场力的作用下，移向正电极,产生电晕放电；继续升高电压，使电场强度超过极限电场强度(Emax)，空气绝缘层将被彻底破坏，形成很强的离子流，产生火花放电。第43页/共46页火花放电对涂装作业会造成火灾事故，因此静电喷涂是在E0Emax之间的电场强度下，枪口针尖端的电子碰撞从枪口喷出的涂料，使涂料液滴带上负电荷。若涂料液滴在枪口处带上多个负电荷，受同性相斥作用，涂料液滴进一步雾化，带负电荷的漆雾受电场力作用沉积于正极工件表面。第44页/共46页准备工作准备工作涂料施工程序涂底漆涂底漆刮腻子刮腻子涂中间涂层涂中间涂层打打 磨磨涂面漆涂面漆/清漆清漆抛光上蜡抛光上蜡维护保养维护保养第45页/共46页感谢您的观看！第46页/共46页